東北地方に展開した磁気テープ記録式地震観測装置に関する諸調査(2)

験 震 時 報 第38巻 (1973) 129~140頁 129

東北地方に展開した磁気テ

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ープ記録式

地震観測装置に関する諸調査

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仙台管区気象台料

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はしカ1き l第1報では昭和44年度に設置したこの装置についての 諸調査の結果を報告 (1973)した.ここでは，主として 昭和45年度に設置した磁気テープ記録式電磁地震計(以 下，磁気テープ式地震計と略す〉の設置点の状況，ノイ ズの状態および総合的な地震探知の状況などについて述 べる.

2

.

変換器設置点の状況本** 2.1 ・ 昭和45年度の測器は，昭和46年3月下記ρ 5官署に磁 気テープ式地震計を設置し， 6月1日から観測業務を実 施し7こ 青森，八戸，石巻，白河，

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第2-1図 変 換 器 埋 設 点 の 地 質

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Sendai D. M. 0:Investions on Electro-magnetic Seis -mograph with Tape Recorder and "Transmitting Unit Dev巴lop巴d in Tohoku District" (Part 2) (Rec巴ived

December 7

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1973) 料 技 術 部 観 測 課 新 柵 信 夫 ， 浜 松 音 蔵

*

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浜松音蔵 550.34 これらのうち，八戸・白河については変換器をそれぞ れ構内の地下15mおよび21mに埋設した(第2.1図). 小名浜については，昭和43年に気象研究所が当所の地下 100mに変換器を埋設し，ノイズの研究(1969)を実施し たが，そのあと引継いで変換器を使用した.付近の地質 は，最上部沖積層 (Om--55:5 m)で細い砂または中砂 (上部〉とシルト(下部〉に区分され，両層とも貝殻を多く 含んでいる. 次ぎは洪積層 (55.5 m~75. 5 m)が分布 し，砂磯とシルト.その下は第三紀層 (75.5m---)に変 り，上部はうすい泥若，下部はほとんど砂質頁岩から成 り，時にはうすい砂岩の層を伴い縞状を呈し，小型の貝 化石を含んでいる〉とのことである. 石巻は測候所付近の柱状図によると，岩盤が浅く坑較 的良質地盤(第2種地盤〉なので，変換器は既設の地震 計台に設置した. 青森は沖積層が厚'<，構内地下に埋設しても所期の効 果が期待できないので，抜本的改良は第二次計画で考慮 することとじ，一応現在の地震計台に変換器を設置し

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こ. 2.2埋設点と地上(地震計台〉との振幅比 方法については，第1報と同様，地震動の振動周期1 秒以下の最大振幅について，埋設点と地上(59型， T1= 5秒， V=100)の記録を比較した(第2.2---3図). 八戸・小名浜とも地下埋設点の振幅は地上に比し0.35 とかなり小さい.なお，小名浜における気象研究所の調 査では，

1

秒以下の波の地上との振幅比はだいたい

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2

程度となっている. 石巻(図略〉は両地震計とも現用の地震計台上に設置し ているにもかかわらず，振幅

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直がかならずしも一致して いない (0.74). これは盛岡(第 1報参照〉の場合と同 様，両地震計の倍率が正しく規正されていないためかも しれない. 白河・青森については，磁気テープ式地震計設置後， 既設の地、震計による観測を中止したので，このような調 査はできなかった. なお，この調査方法では，両地震計の特性の相異や特 に倍率規正の問題があり，厳密な比較はできないようで -

27-第 4‘号 巻 石 第 38巻 第2-1表 報 震 時

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10 きた.とのた戸，検知能力は大きく，白河では，昭和47 年1~12 月に 1612個の地震を観測するととができた.し かし，日本海側は，同陸部の山形を除以、た3官署で交通 ノイズや脈動が多く， トリガー値を大きくとらざるを得 なかった.したがって地震の観測回数は少なく，青森で は上記 1 年聞に ~166 個しか記録されていない.今回，前 年度設置された6地点を含めて，前回同様の観測・調査 を行なったので報告する. 3..1 ノイズのためこみ状況 磁気テープ式地震計は，地震・ノイズの別なく所定の トリガー値をこえる振動があったとき作動し，ためこみ が行なわれるため，シルト，砂礁などの堆積層が厚く， 地盤が軟弱で，交通ノイズや脈動が大きく，これが原因 となったためこみも多い.このような地点は，ノイズに よるためこみを少なくするため， トリ、ガー値を大きく とっているが，それでも第3.2表のように，地表とノイ ズの比(SjS"+N)は数%といった例も多い.また，ノイ ズの少ないときは100%といったように変化が大きい. 太平洋側官署の変換器埋設点は岩盤に達したところが多 く，地盤が硬いので， ト リ ガ ァ 値 を 小 さ く し て あ る が SjS+N比は大きく，地震をよく記録しでいる. 第3.1図は，月別の地震観測回数であるが，昭和46年 9月， 47年12月は全般に多目となっている.9月は三陸 沖， 12月は八丈島近海の地震によるものである.これら 11地点の観測回数は傾向的につぎの 4つにわけられる.

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地震ためこみの最も少ない地点は，酒田・秋田・青 森・小名浜などであるが，これらの地点は沖積層の厚 い軟弱地盤のため，都市ノイズは大きく，脈動によづ ても作動し， トリガー値を大きくとってある i このた め，変位の小さい地震はためこみが行なわれず，地震 観測数は少ない.小名浜の変換器は地下100mに埋設 されているが，それでも脈動により作動することが多 第2-2図 最大振幅による埋設点(EMT)と地上(VI) との比較(入戸〉 EMT:磁気テープ式地震計(埋設点地下15.1m) VI: 59型電磁地震計(地震計台)

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最大振幅による埋設点(EMT)と地上(VI) との比較(小名浜〉 EMT:磁気テープ式地震計(埋設点地下100m) VI: 59型電磁地震計(地震計台〉 ある.

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10 ノイズについて* 東北地方の磁気テープ式地震計は，仙台，福島を除く 11官署に設置され，小名j兵を除く太平洋側の7官署はノ イズも小さく， トリガー{直を0..5μにおさえることがで - 28ー

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東北地方に展開した磁気テーフ。記録式一一仙台管区気象台、 131 第3-1表 上下動トリガーレベルの変更状況(単位 :μ〉 年 月 ￨ 昭 悦12月￨昭46年2月13月 14月1 6. 月 17月￨昭47年8月112月￨昭必年3月14月 1，6月 ベル設定

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57 53 山 形 89 94 98 98 97 9τ 84 92 90 96 93 89 92 74 94 83 93 98 盛 岡 89 95 99

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66 79 48 66 58 46 50 45 62 58 94 743 入 戸 83 85 109 65 52 52 58 57 61 61 53 57 33 54 63 64 54 110 725 石 巻 55 34 82 52 39 28 43 45 52 32 44 35 23 41 45 38 49 141 588 盛 岡 90 91 132 74

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132 験 震J 時 報 第 38巻 第 4 号 O ハ U ハ_u n U 門 υ 円 u n u n u n u n u -J H F O n o n U 司 L J H F O D U 門_UMN alai 咽 l f B 咽 l 司 4 第3-1図地震観測回数、 SHI く， トリガー値は3μ と大きくとってあり，他の太平 洋側地点より地震のためこみは少ない. ii)石巻は，北側道路を走る工事用車のノイズでトリガ ー値を大きくしてあったが，昭和47年11月に道路が舗 装され， 12月に工事も終了したため， 0.7μまでさげ ることができた.変換器が地上型であり，周囲 3方向 を道路が走ることもあって，さらにトリガー値をさげ ることはできたかった.なお，本調査期間中は， トリ ガー値2μであった期聞が多いので，地震観測回数はi 少なくなっているが，この後はワぎのグループ。に入っ ている. 出〉八戸・盛岡・宮古・大船渡・山形など，中央部と太 平洋側の地域は，地盤もよく良好な観測ができ，よい 検知能力を示している. iv)白河は，検知力のきわめて良好な地点で， トリガー 値は0.5μ と前記グループと同じでも，地震のためこ みは 2倍近い数になっている. 3.2 常時微動 昭和47年 8月 31日， 9月， 10， 20日の 3回にわたり， 前回同様のノイズ臨時観測を実施した.観測は 6...，24時 までの3時間毎に正時 5分，....，10分にかけての5分間連続 記録をとり，最大振幅，周期の読み取りを行なったもの である. 最大振幅の読み取りは， 5分間の記録のうち， 2...，3分間を

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3

mmjsecの速度で可視記録に変え， N，E 成分別に2，....，3振動がほぼ同じような周期で振動してい るものをえらび，大きい順に5個をとりだし，算術平均 してその時刻の最大振幅とした.周期は12時(一部9・15 - 30ー 時を使用〉の記録から連続 2分間の全振動を読み取り， 度数分布を求めた. ア，最大振幅 地震ためこみのトリガーは，上下成分の変位量で設定 じている.可視記録の上下成分は速度記録のみなので， 水平2成分について最大振幅を求めた.第 3.2図は N，....， S成分によったが， E，....，W成分もほぼ同じ値を示し，ま た，上下成分もこ札らと大きな差はないとされているの で， トリガー値設定の参考となろう. i )凡戸・大船渡・白河は， 0.2...，0.3μと小さく，振幅 変化があまりなかった. 山形・宮古・盛岡・小名浜・石巻も一般に小さく 0.2，....，0.5pで，振111冨は日によりわずかな増減がみられ

7

こ. ii)日本海側の3地点は青森・酒田・秋田の順でノイズ が大きく九!青森は変換器が地上型のためもあって，交 通ノイズが大きいが，夜間は半減する. 酒田・小名浜で今回求めた最大振幅とトリガー値との 間に差の大きいのは，脈動の影響がでやすく脈動発生時 の連続作動をさせないためで，第3.2表の

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比が 示すように冬期間は小さく，夏は脈動の発生が少ないた めにSjS+N比は大きくなっている. トリガー値を遠隔 調整できれば，脈動発生時のみ設定値を現在程度にあ げ，常時は小さい値で使用することができ，これにより 地震の観測数を増加させることができるであろう. イ，周期別度数分布 ，周期分布は，地盤の状態により大きくかわり，軟弱地

東北地方に展開した磁気テ{プ記録式一一仙台管区気象台

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盤はピークが小さく，分布範囲は拡がる傾向をみせる. の減少で短周期の波は少なくなり， 0.5"，-，0.6秒付近で多 (第

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図) くなってくる. 秋田・酒田・青森にこの特徴がでており，

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秒付近がピークで大きく， に一つのピークがでて，その後は漸減して1"'-'2秒まで 50%をこえ，周期の拡がりもふさい. 続いている.酒田は1.

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秒前後にもう一つの山らしいも

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ま と め のがあり; 2秒以上のものも認められる.青森は，交通 ノ千ズの大小は，磁気テープ式地震計による地震探知 ノイズが大き〈はいるため，日中短周期の波が強く入つ ¥力を左右することになるので，現状は握のため臨時観測 ，て，ピークは

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秒付近にあらわれ，夜間は交通量 を行ない，雑微動調査を行なった.

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を可変できれば，小名浜のトリガー値をさらに小 さくできる. ii)酒田は昭和48年 11月変換器を移設し隔測するこ 'とになった.青森についても良地盤隔測すること が望ましい. 東北地方に展開した磁気テープ記録式一一仙台管区気象台 東北地方の地震探知の現状本 4 4.1 各官署における地震探知の状況、 4.1.1 まえカ三き ここでは，昭和45年度磁気テープ式地震計設置官署ば かりでなく，前回調査した昭和44年度設置官署について も再調査した.その理由は，小地震資料を加えて震源事 項が追加決定されたこと， トリガーレベルを変更したこ とおよび探知距離として震源距離を採用したことなどに ア.現在設定されているトリガー値は，白河・八戸・ 大船渡など，さらに小さぐすることの可能な地点も あるが，雑微動の発生状況からみて，各地ともほぼ 妥当な値に設定されている. イ.八戸・宮古・盛岡・大船渡・山形・石巻・白河は ノイズが小さく，周期別頻度も小範囲に集まり，地 盤のよいことを示しており，地震探知力は良好であ る. ウ.青森・酒田はメ千ズが大きぐ，周期別分布の幅も 拡がっている.秋田・小名浜は前記2地点よりノイ ズは小さいが，脈動ピよる作動が多く，地震探知力 は劣っ

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，いる. エ.地震探知力を改善する面からみると， i )遠隔調整により脈勃発生時に容易にトリガー値 ・ . ・ ぺ ; Y ' . .，..，4It_，・ι J・二ゐ・〆く..~ ・ - .ー.':，."， ~-，.，...，.，. ぷ 膨

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33-(a) 本 浜 松 音 蔵

4.1.2 調査結果 、結果を第4.1図 第4.4図および第4.1表に示す. ア.磁気テ{プ式地震計観測官署 変換器の固有周期が1秒であるため， Mの 大 き い と こ、ろでは59型電磁地震計より‘落ちてくる M=3，...，5くら いに着目すると，東北地方では相対的にいって白河・盛 岡・山形が特に良く，酒田・青1森 ・ 秋 田 ・ 小 名 浜 が 悪 し、. 酒田は昭和48年11月に変換器を酒田市近郊の松山町総 光寺境内?と埋設し隔測化したので，探知力の拡大が期待 される. 小 名 浜 は 常 時 ノ イ ズ が0.4μ 以下第3.2図であるか ら脈動卓越時のトリガーについて工夫すれば，現在よ

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図 磁気テープ式地震計による地震探知 黒丸:Pを観測した地震 、出丸:Pは不明あるいは欠測したが，

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あるいはXを観測した地震 x タメ込まなかった地震 (d) 第 4号

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第 38巻 - 34-よる.なお， '既設の59型電磁地震計については昭和45年 度磁気テープ式地震計設置官署のうち白河・青森 (59型 未設置〉を除く八戸・石巻・小名浜について調査した. また磁気テープ式地震計を併設していない仙台・福島の 59型電磁地震計の探知力について，今回新らたに調査 した.他官署の59型についてはすでに第 1報マ報告した ので今回は省略した. 調査方法および資料は前回同様の方法，資料を用い fこ. 調査期間は昭和46年6月 昭和48年2月までの資料に よった. その他調査の詳細については，第1報に記載したので、 ここでは省略する. 幸良 時 宅E 11'主 験 YAMAGATA MORIOKA (c)

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137 ゆらえío~-{I凶 東北地方に展開した磁気テープ記録式←一一仙台管区気象台 M

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1i 第 4-:-3図 SAKATA AOMORI AKITA ONAHAMA ISHINOMAK OFUNATO HACHI卜m E MI出KO YAMAGATA MORIOKA 剖IRAMんA SENDAI FUKUSHIMA 10 - ・ 一 ・ 町 " ⋮ 1 m 消 印 J ⋮ 出 t . ・ 。 J/ ﹀ 九 三 種 ぬ ・ ・ ・

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DETECTABLE DISTANCE(Km) 各官署の磁気テープ式地震計および59型 電磁地震計の地震探知範囲の比較 実線:磁気テープ式地震計 破線:59型電磁地震計 『第4-4図 - 35ー FOCAL DISTANCE( Km) 第4-2図 59型電磁地震計による地震探知 黒 丸:Pを観測した地震 白丸:Pは験測できなかったが，.5あるいはX 相 を 観 測 し た 地 震 x 記録しなかったかまたは験測基準振幅以 下であった地震

138 験 震 時 報 第 38巻 第 4 号 第4-1表 各官署における地震探知範囲 地 震 計 変 換 器 トリガー 係 業支 、 探 知 範 囲 (km) r民→よ _署 型 名 設 置 点 レrくノレ IノM二3

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O 7.5 一1.61 +2.56 63 155 381 936 秋 田

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-100 2~5 -1.25 +2.43 56 145 374 965 石 i巻

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_{O 0.5 -1. 98 +2.53 93 232 577 1432} 八 戸

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- 15 0.5 一2.71 +2.80 110 250 569 1294 宮 古

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- 12 0.5 -2.98 +2.88 119 265 589 1311 山 形

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-25 0.5 -2.11 +2.48 115 290 734 1856 !，ï斗~ 同

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- 31 0.5 -3.07 +2.85 135 303 680 1534 白 河

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- 21 0.5 -2.67 +2.63 143 343 823 1973 . 八 戸 VI O 5 +0.10 +1. 87 ¥ 36 122 418 1432 石 巻 VI O 5 +0.01 +1. 83 43 151 531 1870 小 名 浜 、 VI O 5 +0.10 +1. 95 37 100 326 1061 仙 .口L、三 _{VI O 5 -0.60 +2.02 61 190 594 1857} 干 高 島 VI O' 5 --:0.51 +1. 97 61 195 627 2019 注 : 地 震 計 型 名 イ)

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〆磁気テープ式地震計(t也上型変換器〉 ロ)-

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/ / 埋 設 型 υ 〉 ハ VI:59型直視式電磁地震計 トリガレベル:VIは験測基準振幅 係 数 :M=a十blog D M:マグニチュ一、ド， D:震源距離 り探知力を上げることも可能である. イ.59型電磁地震計観測官署 設置官署の表層地盤の影響をうけているようである. 今回調査した官署のうちでは福島が比較的良好である. 仙台は61型の変換器(周期 10秒) 1成分 (N----S)を500 倍で、記録させたものを験測に利用しているので， 59型と の総合された探知力で-ある. 4.2 東北地方に起こる地震に対する規模別探知可能 i 範囲 前節の調査結果に基づいて，各官署の探知力から総合 的に東北地方の規模別探知範囲を調べた(第4.5図).東 北地方の北部および南部については，北海道および関東， 新潟県の官署の探知力が加わるから，図で、示した範囲よ り良いはずである.探知範囲は仙台・福島以外は磁気テ ープ式地震計による. 図に示した4st.の範囲は，少くとも4官 署 でP相か， ら観測可能な範囲(震源要素が決められる)， 3 st.は3 官署が P相から観測可能な範囲(震源が求まる〉であ る. ア.M=3.0探知可能範囲(第4.5図a) 磁気テープ式地震計は]，，13以上の地震をもれな《と らえる目的で展開したが，東北地方の現状では内陸に起 こる地震で、も無理のようである，特に日本海側が弱い. 酒田はこの調査後の昭和48年11月隔測化巳よ.り改善きれ たが，秋田・青森についても改善の必要がある

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しかし，これらが改善されたとしても， ]，，13は無理の ようであ'る. イ .M=3.5探知可能範囲(第4.5図 b) 内陸に起こる地震についてはもれがないようである が，海域については不十分である.地震活動の分布から みて，太平洋側では青森県東方沖，三陸沖福島県はる か沖が弱く，日本海側では秋田県沖が特に弱いようであ る. ウ

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ニ4.0探知可能範囲(第4.5図 c) 内陸および近海に起こる地震についてはもれがない. しかし，地震活動の分布からみて，日本海側は十分とし ても三陸はるか沖に起こる地震は無理のようである.こ のことは次節の調査結果とも一致する. - 36ー

東北地方に展開した磁気テープ記録式一一仙台管区気象台 4 2 T

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(c) 第4-5図 東北地方地震観測官署による規模別探 知可能範囲 4 st:少くとも4官署がPから観測する範囲 3 st: 3官署が // 1 st:1官署が ン/

十

4.3 東北地方に起こる地震をもれなく震源決定でき る限界 (h=豆60kmう 磁気テープ式地震計による小地震資料を加えた結果へ 震源決定 .(Mも決定〉された地震の数は，従来より 5 割増加した. (Jun. '71.-...-]an. '73). 昭和46年 6月 昭和48年1月の期間，東北地方(海域 を含む)に起こった地震伊豆60km，

M

決 定 さ れ たPも の〉を従来の資料で震源決定した(地震月報記載のList 3 Earthquake Origins)場合と，磁気テープ式地震計に よる小地震資料を加えて震源決定(小地震表**)した場 合，もれなく震源決定できる限界について検討したのが 第4.6図である.小地震表記載の地震は M4.7以土のも のはなく， M4.6から加わっている. (図の黒丸〉したが

十

*

小地震資料とは，磁気テープ式地震計で全振幅 15μ 以下， P~S ~ 30秒の験測資料をいう.全振幅 10，u:以上の験測資 料 (10μ~15μ の地震はダフ守ル)は従来の資料とともに震源 事項を決定している.従来の資料だけでは不足だが，小地 震資料を加え石と震源事項が決定される。ものを小地震表と して作表している

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正式には，

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小地震の資料を併用して求められた震源の表」 -

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験 震 時 報 第 38巻 第 4号 2:N

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10 3 4 5 6 M 第4-6図東北地方に起こった地震のM と'N(積 算回数〉の関係(Jun..'71..，...，]an. '73) 白丸:従来の資料(地震月報，おもな地震の表〉 ，黒丸:小地震表(磁気テーフ。式地震計小地震資 料を加えたもの〉 って，従来の資料はM 4.7以上の地震についてはもれが ないと考えられる.また，小地震表記載の地震が加わっ たことにより，図中直線(傾斜を1にとる〉にのる範囲 がM4.3，となった，このことから，小地震資料が加わり (磁気テープ式地震計の展開巳より)，東北地方に起こる 地震をもれなく震源決定できる限界は M4.3となり， 従来より

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向上したといえる.

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4

ま と め 磁気テープ式地震計を展開したことにより， i )東北地方に起こる地震で震源決定

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も決定〉さ れる数は従来より 5割増加した. ii)東北地方に起こる地震をもれなく震源決定できる 限界は，従来 M4.7であったが，磁気テープ式地 震計の資料が加わった結果M4.3となeり，

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.

4

向上 しfこ. このことは，特に白河・盛岡・山形の探知力が向上し¥

7

こことによる. トリガーレペルを現状で、も改善できる官署，(小名浜〉 があ石.また，酒田は昭和48年11月近郊カ〉らの隔測化が 完成したので，日本海側の地震探知力の向上が期待でき る. しかし，地震予知計画にのっとった ，M 3以上の地 震をもれなくとらえる，という観測体制にはほど遠く， 抜本的改善が必要である.そのためには， ア.観測点を増加する イ.隔測高倍率化をはかる ウ.海底地震計の設置(特に，三陸沖に対して〉 などが必要であろう. 参 考 文 献 仙台管区気象台 (1973):東北地方に展開した磁気テープ記録式 地震観測装置に関する諸調査 (1)，験震時報， 37，135~165. 広野・末広・古田・佐藤(1968):地中地震計によるバックグラ ウンドノイズの研究(第2報)，気象研究所研究報告， 20， 189~206 勝 又 護(1973):大・中・小地震に関連する分野の展望，地震 予知術究シンポジウ，ム，地震学会， 55~60 帆前・勝又(1971);気象庁地震観測網の地震検知能力および日 本付近の地震活動，測候時報， '38，356~361 3ド ー